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      當(dāng)電導(dǎo)體垂直于電磁場移動(dòng)時(shí)，在該導(dǎo)體中感應(yīng)出垂直于電磁通線和運(yùn)動(dòng)方向的電壓。這種現(xiàn)象被稱為電磁感應(yīng)，它是所有機(jī)電發(fā)電機(jī)運(yùn)行的基本原理。在發(fā)電機(jī)機(jī)構(gòu)中，所討論的導(dǎo)體通常是由銅線制成的線圈（或線圈組）。但是，導(dǎo)體必須由銅線制成。運(yùn)動(dòng)中的任何導(dǎo)電物質(zhì)都足以電磁感應(yīng)電壓，即使該物質(zhì)是液體。因此，電磁感應(yīng)是一種適用于液體流速測量的技術(shù)。在實(shí)際意義上，使用這種技術(shù)只能測量液體流量。氣體必須在能夠?qū)щ娭氨贿^熱加熱到等離子狀態(tài)，因此電磁流量計(jì)不能用于大多數(shù)工業(yè)氣體流動(dòng)?？紤]水流過管道，電磁場垂直穿過管道：

 

 

 

      液體流動(dòng)的方向垂直地穿過電磁通線，沿垂直于兩者的軸產(chǎn)生電壓。管壁中彼此相對(duì)的金屬電極攔截該電壓，使其對(duì)電子電路可讀。由導(dǎo)體通過電磁場的線性運(yùn)動(dòng)引起的電壓稱為運(yùn)動(dòng)EMF，其大小通過以下公式預(yù)測（假設(shè)速度方向，電磁通線的方向和軸之間的完美垂直度）電壓測量）：

      ε= Blv

其中，

      ε=運(yùn)動(dòng)EMF（伏特）

      B =電磁通密度（特斯拉）

      l =通過電磁場的導(dǎo)體長度（米）

      v =導(dǎo)體速度（米/秒）

      假設(shè)固定電磁場強(qiáng)度（常數(shù)B）和電極間距等于管道的固定直徑（常數(shù)l = d），能夠影響感應(yīng)電壓大小的唯一變量是速度（v）。在我們的例子中，v不是線段的速度，而是液體流的平均速度（v）。由于我們看到該電壓將與平均流體速度成比例，因此它也必須與體積流速成比例，因?yàn)轶w積流速也與平均流體速度成比例。因此，我們這里有一種基于電磁感應(yīng)的流量計(jì)。這些流量計(jì)通常稱為電磁流量計(jì)或簡稱電磁流量計(jì)。我們可以通過代數(shù)替換更準(zhǔn)確地說明體積流量（Q）和運(yùn)動(dòng)EMF（ε）之間的關(guān)系。首先，我們將編寫與體積流量相關(guān)的公式到平均速度，然后操縱它來求解平均速度：

      Q = Av

      Q / A = v

      接下來，我們重新說明運(yùn)動(dòng)EMF方程，然后用Q / A代替v來得到一個(gè)關(guān)于運(yùn)動(dòng)EMF與體積流量（Q），電磁通密度（B），管徑（d）和管道的關(guān)聯(lián)方程區(qū)域（A）：

 

      既然我們知道這是一個(gè)圓管，我們知道，面積和直徑由式A =πD直接相關(guān)的相互2 /4進(jìn)行。因此，我們可以將這個(gè)區(qū)域的定義替換為最后一個(gè)等式，以得到一個(gè)變量少一個(gè)的公式（只有d，而不是d和A）：

 

 

        如果我們希望有一個(gè)根據(jù)運(yùn)動(dòng)EMF（ε）定義流速Q(mào)的公式，我們可以簡單地操縱最后一個(gè)方程來求解Q：

 

      該公式將成功預(yù)測流量僅適用于絕對(duì)完美的情況。為了彌補(bǔ)不可避免的缺陷，“比例常數(shù)”（k）通常包含在公式中：

 

其中，

      Q =體積流量（立方米/秒）

      ε=運(yùn)動(dòng)EMF（伏特）

      B =電磁通密度（特斯拉）

      d =流量管直徑（米）

      k =比例常數(shù)

      注意這個(gè)等式的線性。我們?cè)陔姶帕髁坑?jì)的等式中沒有遇到功率，根或其他非線性數(shù)學(xué)函數(shù)。這意味著無需特殊表征來計(jì)算體積流量。該公式必須滿足一些條件才能成功推斷出感應(yīng)電壓的體積流量： 1、液體必須是相當(dāng)好的電導(dǎo)體（注意：如果導(dǎo)電流體含有一些非導(dǎo)電固體，那么它是可以的;圍繞非導(dǎo)電固體物質(zhì)的導(dǎo)電流體仍能提供感應(yīng)所需的電極之間的電連續(xù)性）。2、管道必須完全充滿液體，以確保與兩個(gè)探頭接觸，并確保流過管道的整個(gè)橫截面。3、流量管必須正確接地，以避免液體中的雜散電流引起的誤差。4、在安裝之前仔細(xì)考慮過程液體滿足第一個(gè)條件。電磁流量計(jì)制造商將指定待測液體的最小電導(dǎo)率值。通過在管道中正確安裝電磁性流管來滿足第二和第三條件。必須以確保流量管完全溢流（無氣袋）的方式進(jìn)行安裝。流量管通常安裝有水平相互交叉的電極（從不垂直?。虼思词故撬查g氣泡也不會(huì)破壞電極尖端和液體流動(dòng)流之間的電接觸。與其他類型的流量計(jì)相比，上海自動(dòng)化儀表有限公司電磁流量計(jì)具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。它們相當(dāng)容忍渦流和其他大規(guī)模湍流流體行為，因?yàn)楦袘?yīng)電壓僅與導(dǎo)體的垂直速度成比例，在這種情況下是流體沿流管中心線的速度。因此，電磁流量計(jì)不需要孔板上游和下游的長管直管，這在許多管道系統(tǒng)中是很大的優(yōu)點(diǎn)。通常需要5個(gè)直徑的上游直管和3個(gè)直徑的下游直管要求。

      此外，上海自動(dòng)化儀表有限公司電磁流量計(jì)管的大開孔意味著絕對(duì)沒有任何限制流量，導(dǎo)致永久壓力損失極低。流體流動(dòng)路徑中沒有任何障礙物意味著電磁流量計(jì)對(duì)液體流動(dòng)流中的固體具有相當(dāng)?shù)哪褪苄?，因此非常適合測量廢水，漿液，木漿和可能堵塞其他類型的食品等工藝液體。流量計(jì)。實(shí)際上，由于這個(gè)原因，電磁流量計(jì)是廢水，木材制漿和食品加工行業(yè)中主要使用的流量計(jì)技術(shù)。處理液的導(dǎo)電率必須滿足一定的最小值，但這就是全部。對(duì)于一些技術(shù)人員來說，令人驚訝的是，液體電導(dǎo)率的變化對(duì)流量測量精度幾乎沒有影響。液體電導(dǎo)率的加倍不會(huì)導(dǎo)致感應(yīng)電壓加倍！運(yùn)動(dòng)EMF嚴(yán)格地取決于物理尺寸，電磁場強(qiáng)度和流體速度。電導(dǎo)率較差的液體在電壓測量電路中比具有良好導(dǎo)電性的液體具有更大的電阻，但這并不重要，因?yàn)闄z測電路的輸入阻抗非常高。液體電導(dǎo)率對(duì)流量計(jì)操作的影響可以通過以下DC電路建模：

 

 

      這里，液體電阻的十倍（一個(gè)數(shù)量級(jí)）變化幾乎不影響測量電壓（49.995mV對(duì)49.95mV），因?yàn)榱髁孔兯推鞯碾妷焊袦y電子電路具有如此高的輸入阻抗。液體的等效電阻值必須顯著增加，超出本例中所示的值，才能對(duì)流量測量精度產(chǎn)生任何顯著影響。實(shí)際上，流體傳導(dǎo)性是電磁流量計(jì)的唯一問題是當(dāng)所討論的流體具有可忽略的導(dǎo)電性時(shí)。這些流體包括去離子水（例如蒸汽鍋爐給水，用于制藥和半導(dǎo)體制造的超純水）和油。大多數(shù)水性（水基）流體與電磁流量計(jì)一起工作良好。流量管的正確接地對(duì)于電磁流量計(jì)非常重要。由大多數(shù)液體流動(dòng)流產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)EMF非常弱（1毫伏或更?。。?，因此可能容易被管道和/或液體中的雜散電流引起的噪聲電壓所掩蓋。為了解決這個(gè)問題，電磁流量計(jì)通常配備有接地導(dǎo)體，用于分流（旁路）流量管周圍的雜散電流，因此電極截獲的唯一電壓將是液體流動(dòng)產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)EMF，而不是雜散產(chǎn)生的電壓降。電流通過液體的阻力。

下圖顯示了羅斯蒙特8700型電磁力傳感器，兩根編織線接地帶清晰可見，注意：編織導(dǎo)體在分流射頻電流方面做得更好，因?yàn)樵诜浅８叩念l率下，趨膚效應(yīng)使導(dǎo)體的表面積在導(dǎo)電性方面比其橫截面積更大。

 

       請(qǐng)注意兩個(gè)接地帶如何連接到流量管外殼上的公共連接點(diǎn)。當(dāng)流量管安裝在生產(chǎn)線中時(shí)，該公共連接點(diǎn)也應(yīng)粘接到功能性接地點(diǎn)。在這個(gè)特殊的傳感器上，您可以看到近法蘭面上的不銹鋼接地環(huán)，連接到其中一根編織接地帶。一個(gè)相同的接地環(huán)位于另一個(gè)法蘭上，但在這張照片中并不清晰可見。這些環(huán)在管道由塑料制成的管道中提供與液體的電接觸點(diǎn)，或者管道是金屬但是襯有塑料材料以防腐蝕的管道。

       如果連接到電磁流量計(jì)的流量管的管道是導(dǎo)電的（例如金屬），則可以通過將金屬管的法蘭與接地帶連接到流量管體上的公共接地點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)接地：如果連接到電磁流量計(jì)的流量管的管道是非導(dǎo)電的（例如塑料）或帶有絕緣襯里的導(dǎo)電管（例如帶有塑料襯里的金屬管），則管道法蘭的接地將毫無意義。為了使流量管接地有效，接地導(dǎo)體必須與流體本身具有電連續(xù)性。特殊的接地環(huán)可以夾在非導(dǎo)電管的凸緣之間，以提供與流體的電接觸點(diǎn)。然后將這些接地環(huán)與接地帶連接在一起，連接到流量管體上的公共接地點(diǎn)，如下所示：

 

       一些電磁流量計(jì)的信號(hào)調(diào)節(jié)電子元件與流量管組件是一體的。這里顯示了幾個(gè)例子（左側(cè)是一對(duì)小型電磁流量計(jì)，右側(cè)是一個(gè)大型電磁流量計(jì)）：

 

      其他電磁流量計(jì)具有單獨(dú)的電子元件和流量管組件，通過屏蔽電纜連接在一起。在這些安裝中，電子組件稱為流量變送器（FT），流量管稱為流量元件（FE）：

 

      下一張照片顯示了一個(gè)巨大的（36英寸直徑?。╇姶帕髟ê谏┖土髁孔兯推鳎ㄋ{(lán)色，在人的手上顯示為比例），用于測量城市污水處理廠的廢水流量：

 

      注意垂直管道方向，確保在流動(dòng)條件下電極和水之間的持續(xù)接觸。雖然理論上永電磁體應(yīng)該能夠?yàn)殡姶帕髁坑?jì)提供必要的電磁通量才能起作用，但這在工業(yè)實(shí)踐中從未進(jìn)行過。其原因與稱為極化的現(xiàn)象有關(guān)，當(dāng)在包含離子的液體（帶電分子）上施加DC電壓時(shí)發(fā)生這種現(xiàn)象。帶電分子（離子）傾向于聚集相反電荷的極點(diǎn)附近，在這種情況下，它將是流量計(jì)電極。如果電磁流量計(jì)要使用諸如由永電磁體產(chǎn)生的恒定電磁通量，則這種“極化”將很快干擾運(yùn)動(dòng)EMF的檢測。該問題的簡單解決方案是交替電磁場的極性，因此運(yùn)動(dòng)EMF極性也交替并且從不給予流體離子足夠的時(shí)間來極化。這就是為什么電磁流量計(jì)管始終采用電磁線圈來產(chǎn)生電磁通而不是永電磁體的原因。流量計(jì)的電子組件以交替極性的電流激勵(lì)這些線圈，以便在移動(dòng)的流體上交替感應(yīng)電壓的極性。永電磁體具有不變的電磁極性，只能產(chǎn)生極性恒定的感應(yīng)電壓，導(dǎo)致離子極化和隨后的流量測量誤差。一張上海自動(dòng)化儀表有限公司電磁流量計(jì)圖片，其中一個(gè)保護(hù)蓋被移除，顯示這些線圈清晰（藍(lán)色）： 

 

 

        最簡單的線圈激勵(lì)形式可能是線圈通過線路電源的60 Hz交流電源供電，例如上海自動(dòng)化儀表有限公司傳感器的情況。由于運(yùn)動(dòng)EMF與流體速度和電磁場的電磁通密度成比例，因此這種線圈的感應(yīng)電壓也將是60Hz正弦波，其幅度隨體積流速而變化。不幸的是，如果有任何雜散電流穿過液體以在電極之間產(chǎn)生錯(cuò)誤的電壓降，那么它也可能是60Hz AC。由于線圈由60Hz AC激勵(lì)，任何這樣的噪聲電壓可能被錯(cuò)誤地解釋為流體流動(dòng)，因?yàn)閭鞲衅麟娮釉O(shè)備無法區(qū)分流體中的60Hz噪聲和由流體流動(dòng)引起的60Hz運(yùn)動(dòng)EMF。針對(duì)該問題的更復(fù)雜的解決方案使用用于流量管線圈的脈沖激勵(lì)電源。這被電磁流量計(jì)制造商稱為直流激勵(lì)，這有點(diǎn)誤導(dǎo)，因?yàn)檫@些“DC”激勵(lì)信號(hào)經(jīng)常反轉(zhuǎn)極性，在示波器顯示器上看起來更像AC方波。其中一個(gè)流量計(jì)的運(yùn)動(dòng)EMF將呈現(xiàn)相同的波形，振幅再次成為體積流量的指標(biāo)。傳感器電子設(shè)備可以更容易地抑制任何交流噪聲電壓，因?yàn)樵肼暎?0赫茲，正弦波）的頻率和波形與流動(dòng)引起的運(yùn)動(dòng)EMF信號(hào)的頻率和波形不匹配。電磁流量計(jì)最顯著的缺點(diǎn)是對(duì)流量變化的響應(yīng)時(shí)間較慢。為了實(shí)現(xiàn)“兩全其美”的結(jié)果，一些電磁流量計(jì)制造商生產(chǎn)雙頻流量計(jì)，它們以兩個(gè)混合頻率激勵(lì)其流量管線圈：一個(gè)低于60赫茲，一個(gè)高于60赫茲。由電極截取的所得電壓信號(hào)被解調(diào)并解釋為流速。

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